¿Quieres entender?, bien, pero atente al retocho que te puedo escribir.
Lo primero sería mirar de diferenciar entre mSATA, SSD PCIex SATA, SSD PCIex NVMe, PCIex 4x y SATA1/2/3.
Aunque parezca que sí, son todo cosas diferentes.
Empecemos por lo sencillo, la CPU y sus menesteres.
¿La CPU lo controla todo? No. La CPU controla aquello que debe, pero no tiene porqué controlar todo, un ejemplo es el DMA, o Direct Access Memory. El DMA permite que los datos se puedan transferir desde el HDD/SSD a la memoria RAM sin que el procesador tenga nada que ver. Eso evita que la CPU pierda tiempo con ciclos de proceso innecesarios.
Pero en general lo que se quiere decir con estas palabras es que la CPU no está al tanto siempre de todo lo que pasa en el sistema.
Hay 2 procesadores principales en una placa base, estos son el Puente sur (Southbridge) y el procesador.
Antiguamente los ordenadores contaban con 3 procesadores principales, que eran los llamados CPU, North Bridge (puente norte) y South Bridge (puente sur).
Esto puede verse reflejado en las antiguas placas para zócalo 941 (AM3) en procesadores FX serie 8000 y 9000 antes de la llegada prevista de Zen.
AMD seguía una arquitectura obsoleta, ya que en la "nueva" (entre comillas porque intel la lleva usando mucho), el North Bridge (puente norte) va integrado en el procesador, mientras que el south Bridge (puente sur) se ha quedado en la placa como "puente norte".
Entendido esto hay que tener en cuenta que la CPU es la que provee por así decirlo los buses PCIex, un bus PCIex es un bus de interconexión en serie.
Así que como es en serie, hay que tener en cuenta que cuantas más tarjetas hay conectadas a los zócalos PCIex, menos ancho de banda hay disponible en total.
Por eso, en configuraciones SLI y Crossfire X, las gráficas en placas 115X están conectadas en 8x,8x, o 8x,4x,4x.
En cambio en placas 2011-3 te permite configuraciones 16x, 16x u 16x, 8x, 8x, u 8x,8x,8x,8x.
Todo dende de los hilos (raíles) que permite manejar cada procesador.
¿Cuantos raíles puede manejar cada procesador?
Pues depende del modelo. Las series para zócalo 115x manejan 16 raíles PCIex, y los usados en zócalos 2011-3 tienen un mínimo de 24 raíles hasta 40 raíles.
¿Y el chipset?, pues el chipset está conectado al procesador mediante DMI (Direct Media Interface). El chipset es como un "switch" de red, por llamarlo de alguna manera sencilla (pero imprecisa). El chipset es el SouthBridge, para entendernos. Interconecta los diversos set de chips de la placa base con el procesador.
¿Y qué tiene que ver eso con lo que has preguntado de los SSDs?
Pues mucho, porque los raíles PCIEx de la CPU son limitados, y pero el chipset lo que hace es multiplexar esos raíles. Es decir, los "multiplica" (también es inexacto, pero valdrá para la explicación).
Por ejemplo, el chipset X99 multiplexa 8 buses PCIex, mientras que el chipset Z170 multiplexa 20 buses PCIex.
Hay que tener en cuenta que el chipset todo en la placa, controladores SATA, controladores USB, contralores LPT y COM, controladores de sonido, controladores de red, etc... etc.. Es decir, no solo se encarga de "multiplicar" los raíles PCIex, sino de interconectar todos los componentes de la placa base, al menos todos los que el procesador no se encarga directamente.
¿Y que tiene ver con todo esto?
Pues tiene que ver en que según que tipo de SSD se escoja, estará conectado a través del chipset o directamente a la CPU.
Por ejemplo, una unidad SATA 3 está conectada al controlador SATA 3 que al mismo tiempo está conectado al chipset que al mismo tiempo está conectado a la CPU por DMI.
Mientras que una tarjeta PCIex NVMe está conectado al PCIex que directamente está conectado a la CPU.
¿Ves la diferencia?
¿No?, bien, vamos a darla en detalle.
Un PCIex 4x versión 3.0 tiene un ancho de banda de 32 Gbits/s que dan una tasa de transferencia de datos (cuando copias y lees) de 4 Gbytes/s.
Estos 4 Gbytes se dividen en la unidad en tasa de lectura y escritura, siendo generalmente más alta la de lectura que la de escritura, pero muy por encima de 1 Gbyte/s de tasa. Por eso te encuentras unidades PCIex M2 NVMe que leen a 2,8 Gbytes/s y escriben a 1,2 Gbytes/s.
¿Y que es un M2?, un M2 es un PCIex 4x pero de tamaño reducido.
Hay 3 tipos de M2, está el Key M, el Key B y el Key M+B. Es el tipo de conector, la endiduras (notch para los frikis) y separaciones entre contactos, físicamente hablando.
No hay compatibilidad entre Key B y Key M, cada uno de los discos debe ser conectado en una interfaz (slot, conector, ranura -para que nos entendamos-) de la misma clase, sea Key B o Key M, Pero si la unidad es Key M+B, sí es compatible con las dos anteriores. Esto se escoge por diseño del hardware, no por tocar los huevos el fabricante (aunque lo parece).
Esto lo puedes ver en una foto de la wiki inglesa:
Aun no lo veo, ¿que tiene que ver todo esto?
Bien, la Bios tiene 2 controladores para dispositivos, en realidad tiene algunos más en sistemas más viejos, pero en sistemas más recientes hay 2 principales. Uno es le AHCI y el otro es el NVMe.
El AHCI es el sucesor del antiguo IDE, permite unidades más grandes y tablas de particiones GPT. Es lo que hace que tu disco duro de 4 Terabytes pueda tener una única partición de 4 Terabytes, además de que acelera la trasferencia de datos. Esto hace que unidades SATA 3 HDD permitan leer o escribir a más de 150 Megabytes/s, llegando incluso a los 220 Megabytes/s. Parece que eso no tiene interés, pero realmente es un cambio sustancial en este tipo de unidades, porque generalmente son las más lentas.
Sin embargo AHCI ha reimpulsado su uso, no solo por permitir más capacidad, sino por duplicar o triplicar su velocidad de transferencia.
AHCI lo usan las unidades SATA, sean SSDs o PCIex.
NVMe es la evolución de AHCI, y vuelve a dar un giro de tuerca a todo el entramado de evoluciones, porque realmente duplica a AHCI incluso lo quintuplica en otras ocasiones (cuando se dan las configuraciones oportunas).
Una unidad PCIex NVMe puede tener tasas de 4 Gbytes/s usando PCIex 4x versión 3.0, pero usando PCIex 8x puede tener tasas de 8 Gbytes/s, y usando PCIex 16x tiene tasas de 16 Gbytes/s. Vamos, bestias pardas que no veremos por ahora.
Diferencia entre unidades:
Habiendo entendido esto de antemano, hay que tener en cuenta las diferencias y limitaciones entre unidades.
Los llamados SSDs PCIex 4x 3.0 NVMe usan conectores PCIex que están directamente conectados al procesador (generalmente).
Pueden usar conectores M2 que permitan NVMe o PCIex 4x tradicionales (donde conectarías la tarjeta de sonido).
Los llamadas SSDs PCIex SATA se interconectan al controlador SATA del chipset y pasan a tener un ancho de banda de 6 Gbit/s, pero es que el controlador SATA da soporte a más de un conector, por tanto no ofrece 6 Gbits/ limpios, sino que ofrece algo menos de 5 Gbit/s, lo que al finar repercute en tasas de lectura/escritura de 550 Megabytes/s y en el uso de varias unidades al unísono.
Los mSATA o Micro SATA no son unidades PCIex, sino que son unidades SATA con un conector parecido al M2 pero que no tiene nada que ver, M2 y micro SATA son totalmente incompatibles, eléctricamente hablando.
Puedes verlo en la wiki en la foto donde se comparan las 2 unidades.
mSATA a la izquierda y M2 SATA a la derecha.
Así que aquellos que afirman que M2 SATA y mSATA es lo mismo, se equivocan, principalmente porque M2 SATA permite interconexión PCIex pudiendo usar controladores NVMe y mSATA no, además de su tamaño.
Los conectores PCIex de la placa base son v3.0 si el procesador soporta esta versión del PCIex, pero hay chipsets que no trabajan con PCIex 3.0, sino con una inferior, 2.0. Por tanto ofrecen ancho de banda más limitados. De ahí que los SSDs NVMe para Intel Haswell trabaje a 10 Gbits, porque usa PCIex 4x 2.0, que como mucho tiene un ancho de banda de 16Gbit/s que se comparte con el controlador SATA 3 (se descuentan 6Gbit/s y por tante el PCIex NVMe queda a 10 Gbit/s.
¿Y a que venía todo lo de arriba del CPU, los raíles y southbridge?
Pues porque una CPU está limitad en raíles.
Las Más potentes no hay problema porque con 24 a 40 raíles, no importa que el chipset multiplexe 8 raíles más.
Pero los procesadores más normalitos soportan como mucho 16 raíles de serie, de ahí que cuando conectes un SLI, las gráficas solo tenga tenga 8 raíles cada una, o incluso menos.
A cambio los chipsets multiplexan más railes, entorno a 20 o 24 según el modelo, y permiten interconectar más componentes. El problema es que muchos dispositivos deben pasar por el chipset, y el chipset no tiene recursos ilimitados tampoco.
Por eso, M2 SATA pasa por el chipset, pero M2 PCIex no lo hace.
mSATA pasa por el chipset y M2 SATA también.
U2 sin embargo permite usar el ancho de banda de controlador SATA + 2 raíles PCIex, pero se gastan muchos más recursos para conseguir ancho de banda solo un poquito más altos que los SATA 3 (por eso no ha prosperado), y son más costosos y rinden menos que los PCIex NVMe, sean M2 o directamente PCIex.
